本發(fā)明涉及一種用于礦漿過濾的負壓產(chǎn)生系統(tǒng)，并涉及該系統(tǒng)的控制方法，屬于過濾。

背景技術：

1、礦漿固液分離常用的方法包括沉降、過濾、壓濾以及離心等。其中，真空過濾是一種應用廣泛的礦漿固液分離方式。真空過濾是以真空負壓為推動力實現(xiàn)固液分離的作業(yè)。固體和液體的混合物在真空負壓（0.05-0.10mpa）的作用下，液體透過過濾介質（比如濾布）被抽走，而固體顆粒被過濾介質截留，從而實現(xiàn)液體和固體的分離。

2、在礦漿固液分離領域，常見的真空過濾設備有圓盤真空過濾機和皮帶真空過濾機等。上述設備絕大部分采用射流真空泵來制造真空負壓。射流真空泵工作原理是利用通過噴嘴的高速射流來抽除容器中的氣體以獲得真空。該類設備在生產(chǎn)應用中，存在能耗高、磨損大和故障點多等缺陷。另外，常規(guī)射流真空泵最大真空度制造能力為0.10mpa，在一定程度上限制了真空過濾設備的工作效率和濾餅含水率。

3、比如，公布號為cn108481811817a的中國發(fā)明專利申請公開了一種“盤式雙真空過濾機排液裝置”，該裝置包括排液罐體，該排液罐體按照預設高度設置于地面上方，并通過底座支撐固定，所述底座下方設置有水封箱；入口法蘭設置于所述排液罐體的中部，所述入口法蘭用于與雙真空過濾機連接；真空法蘭設置于所述排液罐體的頂部，所述真空法蘭用于與真空泵連接；排料法蘭設置于所述排液罐體的底部，所述排料法蘭通過水管與所述水封箱連接。所述預設高度可以在10m到15m的范圍內。采用較為簡化的結構，在施工現(xiàn)場直接與盤式雙真空過濾機和真空泵連接，大大節(jié)省了完成脫水工作所需的設備在施工現(xiàn)場占據(jù)的施工面積；并且，通過觀察真空儀表盤并調節(jié)泄壓閥門這樣較為簡便的操作即可實現(xiàn)保持排液罐體內對稱真空區(qū)域內的真空差，最后，當過濾完成后，管道內的液體和水分又可以回流至水封箱內，大大減少了脫水工作中對設備的維護次數(shù)，提高了脫水效率的同時，也延長了裝置整體的使用壽命。

4、該已公布發(fā)明專利申請中，礦漿流動以及水封箱液體提升均需依靠真空泵提供動力，存在能耗高和磨損大等缺陷，真空泵的真空度制造能力受限。

5、皮帶真空過濾機主要存在以下缺點：第一、皮帶真空過濾機采用的真空泵制造負壓的能力有限，導致濾餅中殘留水分較高，指標較差；第二、皮帶真空壓濾機的生產(chǎn)工藝過程較為復雜，故設備成本較高，需要較高的資金投入；第三、皮帶真空壓濾機需要專業(yè)技術人員進行操作和維護，若使用不當可能會導致設備損壞或效率下降；第四、皮帶真空壓濾機在環(huán)境溫度、濕度、壓力等變化較大時，可能會產(chǎn)生一些意料之外的技術故障。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種用于礦漿過濾的負壓產(chǎn)生系統(tǒng)及其控制方法，第一、利用液體高度差產(chǎn)生的局部真空得到更高的真空度，從而降低系統(tǒng)能耗，提高真空過濾設備工作效率，降低濾餅含水率；第二、根據(jù)真空過濾設備濾液產(chǎn)量和設計的真空度，通過數(shù)學計算得到比較精確的負壓產(chǎn)生輔助管尺寸。

2、本發(fā)明的技術方案如下：

3、用于礦漿過濾的負壓產(chǎn)生系統(tǒng)，包括真空過濾設備，該真空過濾設備前端用于連接濃密機，后端連接有真空管，所述系統(tǒng)還包括一側與真空管相連接的連接器；連接器通過負壓產(chǎn)生輔助管連接有水箱；水箱通過帶有水泵進水控制閥的水泵進水管連接有由變頻調速電機驅動的水泵；負壓產(chǎn)生輔助管整體呈l形，其豎直段頂端連接所述連接器底端，水平段外端連接水箱的一側；負壓產(chǎn)生輔助管豎直段上端部連接有帶有補水控制閥的補水管和帶有排氣控制閥的排氣管；水箱上端安裝有帶有氣壓連通控制閥并且豎直設置的氣壓連通管；水箱上還安裝有用于感應測量水箱內水位的液位計；所述系統(tǒng)還包括用于采集水箱內水位數(shù)據(jù)并用于控制所述變頻調速電機的控制器。

4、優(yōu)選地，所述水箱底側或者下端部還連接有帶有水箱排水控制閥的水箱排水管。

5、優(yōu)選地，所述負壓產(chǎn)生輔助管直徑和高度根據(jù)以下公式計算確定：

6、；

7、式中—負壓產(chǎn)生輔助管直徑，m；

8、k0—富余系數(shù)；

9、 μ—液體在負壓產(chǎn)生輔助管內流速，設計為0.1~0.2m/s；

10、v—真空過濾設備濾液產(chǎn)量，m3/s；

11、其中；

12、式中q—真空過濾設備單位時間固體處理量，t/s；

13、r1—給入真空過濾設備的懸浮漿體液固比；

14、r2—真空過濾設備產(chǎn)出的含水濾餅液固比；

15、 ρ—濾液密度，t/m3；

16、；

17、式中h—排氣管下沿至水箱最高液面的高差，m；

18、k1—富余系數(shù)；

19、h—十個標準大氣壓能夠支撐水柱的高度，取103.4m/mpa；

20、p—真空過濾設備設計要求的真空度，mpa；

21、 ρ0—清水密度，t/m3；

22、 ρ—濾液密度，t/m3。

23、所述的用于礦漿過濾的負壓產(chǎn)生系統(tǒng)的控制方法，按照以下步驟控制：

24、步驟一：關閉水箱排水控制閥和水泵進水控制閥，打開排氣控制閥、氣壓連通控制閥和補水控制閥，通過補水管向負壓產(chǎn)生輔助管和水箱內補加清水；

25、步驟二：氣壓連通管開始溢水時關閉氣壓連通控制閥；排氣管開始溢水時，依次關閉補水控制閥和排氣控制閥；

26、步驟三：補水結束后，依次啟動水泵、打開水泵進水控制閥和氣壓連通控制閥，真空過濾設備進行固液分離作業(yè)；進行固液分離作業(yè)過程中，所述控制器通過液位計實時檢測的數(shù)據(jù)調整所述變頻調速電機運行頻率，用以控制水泵的排水量，以確保水箱內液位處于設定范圍。

27、相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的有益效果在于：

28、第一、本發(fā)明利用負壓產(chǎn)生輔助管上下兩端液體高度差產(chǎn)生的局部真空和大氣壓的作用，實現(xiàn)固液分離和快速排水。通過本發(fā)明的負壓真空產(chǎn)生系統(tǒng)，可以獲得大幅超出常規(guī)技術的真空度，從而顯著提高真空過濾設備工作效率和降低濾餅含水率。整個系統(tǒng)僅需一臺水泵對濾液進行外排，與現(xiàn)有技術相比運行能耗可降低50%以上。

29、第二、在實際應用中，本發(fā)明能夠滿足多套真空過濾設備同時運行，實現(xiàn)“一對多”的作業(yè)模式。投資成本低，運行能耗小，系統(tǒng)故障點少，易于控制操作。

30、第三、本發(fā)明可以通過增加負壓產(chǎn)生輔助管的管徑，滿足多臺真空過濾設備同時運行需求，可有效減少設備故障點和降低維修工作量，方便生產(chǎn)集中管理。

31、第四、本發(fā)明可充分利用礦山豎井或山地地形高差進行建造，整套系統(tǒng)配置簡單，造價成本更低。

32、第五、如果僅憑經(jīng)驗確定負壓產(chǎn)生輔助管尺寸，將會造成負壓壓力過低，影響真空過濾設備使用效果，或造成負壓量過小，無法滿足多臺真空過濾設備同時運行需求；或造成負壓壓力過高，損壞真空過濾設備皮帶或陶瓷板等過濾部件。另一方面，一旦建成后，通過實際運行情況修正負壓產(chǎn)生輔助管尺寸，難度極大，且將會造成大量的資金和人力投入。本發(fā)明根據(jù)真空過濾設備濾液產(chǎn)量和設計的真空度，通過數(shù)學計算得到比較精確的負壓產(chǎn)生輔助管尺寸。